保溫型塑料大棚
塑料大棚由于自身保溫能力差,加溫能耗高,種植蔬菜在北方地區基本不用作越冬生產(chǎn),一般只作為春提早、秋延后使用。故其使用效率低維護成本高,嚴重影響了其作為低成本農業(yè)設施的推廣應用。
為了提高塑料大棚的保溫性能,通常的做法是在塑料大棚內增加二道幕、三道幕,最多可以做到5層保溫(含地膜層,圖1)。據測定每增加1層保溫,能使室內氣溫提高1~3℃。在冬季氣溫比較溫和的長(cháng)江流域以南和華北南部,甚至西北地區南部(包括甘肅的天水地區、陜西的安塞地區等),利用塑料大棚多層保溫冬季生產(chǎn)葉菜均能安全越冬,或能夠使果菜大幅度提早或延后生產(chǎn)。
韓國為提高塑料大棚的保溫性能,一般將大棚做成連體溫室,通常3~4跨。溫室采用雙層骨架,分別覆蓋塑料薄膜,并在每層塑料薄膜上安裝卷膜開(kāi)窗(圖2)。夏季可將全部通風(fēng)口打開(kāi)通風(fēng),冬季則嚴格密封通風(fēng)口,增強溫室的保溫性能。除雙層薄膜覆蓋外,溫室內還增設兩層獨立的拉幕機構,安裝保溫幕,與塑料薄膜一起構成4重保溫。據測定,這種溫室在不加溫的條件下,能夠保持最小室內外溫差10℃左右。相比單層塑料薄膜的塑料大棚,其保溫性能得到顯著(zhù)提升(一般的塑料大棚夜間室內外溫差幾乎為0,晴朗少云天氣凌晨可能還會(huì )出現“逆溫差”,即室內溫度反而低于室外溫度的現象)。
上述內保溫的做法,由于覆蓋(保溫)材料薄熱阻小,材料自身的保溫能力有限,提高溫室的保溫能力主要依靠覆蓋層間空氣的絕熱性能來(lái)獲得。一般干燥靜止的空氣具有較好的絕熱性能。但要保持空氣靜止,兩層覆蓋之間的空氣間層就不宜過(guò)大,一般應控制在20cm以?xún)?,這種要求在工程上往往難以實(shí)現。此外,隨著(zhù)保溫層數的增加,溫室的總體保溫能力也并非線(xiàn)性增加,但造價(jià)和室內的遮陽(yáng)桿件卻在不斷增加,太多的內保溫覆蓋也給溫室內的生產(chǎn)管理帶來(lái)不便。
仿效日光溫室外保溫的方法,采用高保溫性能的保溫被,覆蓋塑料大棚的外表面,可省去內保溫的多層骨架,不僅能降低大棚的造價(jià),而且室內遮陽(yáng)部件少,對室內的光照強度和光照均勻性都可顯著(zhù)提升。
當然,這種改造對大棚骨架的承載力要求也相應增加,保溫被的保溫性能、防水性能耐老化性能、機械強度等,如同日光溫室一樣,也需要相應提高。
圖3是寧夏和內蒙古地區種植果樹(shù)用塑料大棚采用外保溫的實(shí)例。保溫被從大棚的兩側卷起,最終固定在屋脊。由于保溫被堆積在屋脊后使大棚的局部荷載增大,所以,設計中采用了一排中柱,通過(guò)屋脊梁,可以將屋脊處保溫被的荷載直接傳遞給中柱,對大棚整體骨架的荷載增量并不明顯。由于增加了中柱,大棚的跨度可以增加到10~12m,甚至更大,同時(shí)也提高了大棚的空間尺寸和土地利用率,尤其適合于種植高大的果樹(shù)品種。
為了提高塑料大棚的保溫性能,通常的做法是在塑料大棚內增加二道幕、三道幕,最多可以做到5層保溫(含地膜層,圖1)。據測定每增加1層保溫,能使室內氣溫提高1~3℃。在冬季氣溫比較溫和的長(cháng)江流域以南和華北南部,甚至西北地區南部(包括甘肅的天水地區、陜西的安塞地區等),利用塑料大棚多層保溫冬季生產(chǎn)葉菜均能安全越冬,或能夠使果菜大幅度提早或延后生產(chǎn)。
韓國為提高塑料大棚的保溫性能,一般將大棚做成連體溫室,通常3~4跨。溫室采用雙層骨架,分別覆蓋塑料薄膜,并在每層塑料薄膜上安裝卷膜開(kāi)窗(圖2)。夏季可將全部通風(fēng)口打開(kāi)通風(fēng),冬季則嚴格密封通風(fēng)口,增強溫室的保溫性能。除雙層薄膜覆蓋外,溫室內還增設兩層獨立的拉幕機構,安裝保溫幕,與塑料薄膜一起構成4重保溫。據測定,這種溫室在不加溫的條件下,能夠保持最小室內外溫差10℃左右。相比單層塑料薄膜的塑料大棚,其保溫性能得到顯著(zhù)提升(一般的塑料大棚夜間室內外溫差幾乎為0,晴朗少云天氣凌晨可能還會(huì )出現“逆溫差”,即室內溫度反而低于室外溫度的現象)。
上述內保溫的做法,由于覆蓋(保溫)材料薄熱阻小,材料自身的保溫能力有限,提高溫室的保溫能力主要依靠覆蓋層間空氣的絕熱性能來(lái)獲得。一般干燥靜止的空氣具有較好的絕熱性能。但要保持空氣靜止,兩層覆蓋之間的空氣間層就不宜過(guò)大,一般應控制在20cm以?xún)?,這種要求在工程上往往難以實(shí)現。此外,隨著(zhù)保溫層數的增加,溫室的總體保溫能力也并非線(xiàn)性增加,但造價(jià)和室內的遮陽(yáng)桿件卻在不斷增加,太多的內保溫覆蓋也給溫室內的生產(chǎn)管理帶來(lái)不便。
仿效日光溫室外保溫的方法,采用高保溫性能的保溫被,覆蓋塑料大棚的外表面,可省去內保溫的多層骨架,不僅能降低大棚的造價(jià),而且室內遮陽(yáng)部件少,對室內的光照強度和光照均勻性都可顯著(zhù)提升。
當然,這種改造對大棚骨架的承載力要求也相應增加,保溫被的保溫性能、防水性能耐老化性能、機械強度等,如同日光溫室一樣,也需要相應提高。
圖3是寧夏和內蒙古地區種植果樹(shù)用塑料大棚采用外保溫的實(shí)例。保溫被從大棚的兩側卷起,最終固定在屋脊。由于保溫被堆積在屋脊后使大棚的局部荷載增大,所以,設計中采用了一排中柱,通過(guò)屋脊梁,可以將屋脊處保溫被的荷載直接傳遞給中柱,對大棚整體骨架的荷載增量并不明顯。由于增加了中柱,大棚的跨度可以增加到10~12m,甚至更大,同時(shí)也提高了大棚的空間尺寸和土地利用率,尤其適合于種植高大的果樹(shù)品種。